7-2(1)现代生物进化理论的现代生物进化理论的主要内容主要内容学习目标：学习目标：1。解释种群、种群基因库、基因频率等概念。解释种群、种群基因库、基因频率等概念。2。运用数学方法讨论种群基因频率的变化。运用数学方法讨论种群基因频率的变化。3。能自己分析突变和基因重组在进化中的作。能自己分析突变和基因重组在进化中的作用。用。一、种群的基因频率的改变与生物进化一、种群的基因频率的改变与生物进化现在生物进化理论母螳螂会在公螳螂跳上其背部进行交配后将“夫君”吃掉。现在生物进化理论（一）、种群、基因库、基因频率（一）、种群、基因库、基因频率1、种群：、种群：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。（不是简单累加，而是有内在的联系）（不是简单累加，而是有内在的联系）宏观方面：种群是生物宏观方面：种群是生物的基本单位的基本单位微观方面：种群是生物微观方面：种群是生物的基本单位的基本单位繁殖繁殖进化进化2、种群基因库：、种群基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。一个种群中全部个体所含有的全部基因。3、基因频率：、基因频率：在基因库中，某个基因在基因库中，某个基因占全部等位基因占全部等位基因数的比率。数的比率。现在生物进化理论A的频率=120 _ 200=60%a的频率=80 _ 200=40%螳螂种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？A基因数基因数=23060=120个个a基因数基因数=60210=80个个AA+Aa+aa=1A的频率的频率 a的频率的频率=1 （二）、基因频率的计算（二）、基因频率的计算现在生物进化理论亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：昆虫种群数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用也没有基因突变和染色体变异。现在生物进化理论基因频率的计算：（1 1）通过）通过各种基因型各种基因型计算基因频率：计算基因频率：（2）通过通过某个基因型频率来某个基因型频率来计算基因频率计算基因频率 ： 计算时需用计算时需用遗传平衡公式：（遗传平衡公式：（p+q）2=p2+2pq+q2。若种群中。若种群中一等一等位基因为位基因为A和和a，则，则p为为A的基因频率，的基因频率，q为为a的基因频率，的基因频率，p2为为AA的基因频率，的基因频率，q2为为aa的基因频率，的基因频率，2pq为为Aa的基因频率。这一的基因频率。这一公式反映的是在遗传平衡时，基因频率和基因型频率的关系。公式反映的是在遗传平衡时，基因频率和基因型频率的关系。种群种群中一对等位基因的频率之和等于中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于，基因型频率之和也等于1。遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。遗传平衡指的是理想种群。在自然界中基因频率是会发保持平衡。遗传平衡指的是理想种群。在自然界中基因频率是会发生变化。生变化。现在生物进化理论l l基因型频率特定基因型的个体基因型频率特定基因型的个体基因型频率特定基因型的个体基因型频率特定基因型的个体 特点性状相关的总个体特点性状相关的总个体特点性状相关的总个体特点性状相关的总个体数。如：数。如：数。如：数。如： AA=40%Aa=40%aa=20%l l基因频率：基因频率：基因频率：基因频率：某基因在某个种群中等位基因中出现的比例。某基因在某个种群中等位基因中出现的比例。某基因在某个种群中等位基因中出现的比例。某基因在某个种群中等位基因中出现的比例。如：如：如：如：A=60%a=40%常用如下计算法：常用如下计算法：1.1.通过基因型计算：通过基因型计算：通过基因型计算：通过基因型计算：基因频率某基因的数目基因频率某基因的数目基因频率某基因的数目基因频率某基因的数目 该基因的该基因的该基因的该基因的等位基因等位基因等位基因等位基因的总数。的总数。的总数。的总数。2.2.遗传平衡式计算：基因频率和基因型频率有如下关系：遗传平衡式计算：基因频率和基因型频率有如下关系：遗传平衡式计算：基因频率和基因型频率有如下关系：遗传平衡式计算：基因频率和基因型频率有如下关系：p p（A A）qq（a a）2 2 p p2 2（AAAA）2 2pqpq（AaAa）q q2 2（aaaa）现在生物进化理论练习练习1 1、抽样调查某地抽样调查某地100位女性和位女性和100位男性发现：女性位男性发现：女性中有中有5位色盲患者和位色盲患者和20位携带者，男性中有位携带者，男性中有15位色盲患者，位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？则该地色盲基因的频率约是多少？52 + 20 + 151002 + 100 100% = 15%练习练习2 2、在一个足够大的种群中，在一个足够大的种群中，A的频率是的频率是0.4，a的的频率是频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、 aa的基因型频率各是的基因型频率各是。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中个体中A的频率是的频率是， a的频率是的频率是。0.16 0.48 0.360.4 0.6现在生物进化理论练练习习3 3、在在欧欧洲洲人人群群中中，每每25002500人人中中就就有有一一人人患患囊囊性性纤纤维维性性变变性性，这这是是一一种种常常染染色色体体遗遗传传病病。一一对对健健康康的的夫夫妇妇有有一一个个患患有有此此病病的的孩孩子子。以以后后该该妇妇女女又又与与一一健健康康男男子子再再婚婚，问问这对再婚如生一孩子，孩子患病的几率是：这对再婚如生一孩子，孩子患病的几率是：A 1/25 B 1/5 C 1/100 D 1/625A 1/25 B 1/5 C 1/100 D 1/625练习练习4 4、据调查得知，某小学学生中基因型比率为：、据调查得知，某小学学生中基因型比率为：X XB BX XB B:X:XB BX Xb b:X:Xb bX Xb b:X:XB BY:XY:Xb bY=44%:5%:1%:43%:7%,Y=44%:5%:1%:43%:7%,则则X Xb b的基因频的基因频率为：率为：A A、13.2% B13.2% B、9.5% C 9.5% C 、14% D 14% D 、9.3%9.3%CD现在生物进化理论（07年江苏高考）果蝇的体色由常染色体上一对等位基因年江苏高考）果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型控制，基因型BB、Bb为灰身，为灰身，bb为黑身。若人为地组成为黑身。若人为地组成一个群体，其中一个群体，其中80为为BB的个体，的个体，20为为bb的个体，群的个体，群体随机交配，其子代中体随机交配，其子代中Bb的比例是的比例是A25B32C50D64B B(08(08江苏高考江苏高考) )某植物种群中，某植物种群中，AAAA个体占个体占16%16%，aaaa个体占个体占36%36%，该种群随机交配产生的后代中，该种群随机交配产生的后代中AAAA个体百分比、个体百分比、A A基因基因频率和自交产生的后代中频率和自交产生的后代中AAAA个体百分比、个体百分比、A A基因频率的变基因频率的变化依次为（化依次为（）A A增大，不变；不变，不变增大，不变；不变，不变B B不变，增大；增大，不变不变，增大；增大，不变C C不变，不变；增大，不变不变，不变；增大，不变D D不变，不变；不变，增大不变，不变；不变，增大C C现在生物进化理论7-2(1)现代生物进化理论的现代生物进化理论的主要内容主要内容学习目标：学习目标：1。解释种群、种群基因库、基因频率等概念。解释种群、种群基因库、基因频率等概念。2。运用数学方法讨论种群基因频率的变化。运用数学方法讨论种群基因频率的变化。3。能自己分析突变、基因重组以及自然选择。能自己分析突变、基因重组以及自然选择在进化中的作用。在进化中的作用。一、种群的基因频率的改变与生物进化一、种群的基因频率的改变与生物进化现在生物进化理论（三）、突变和基因重组产生进化的原材料（三）、突变和基因重组产生进化的原材料突变突变基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组可遗可遗传变传变异异（进化的根本来源，（进化的根本来源，产生新的等位基因）产生新的等位基因）（进化的主要来源，普遍（进化的主要来源，普遍存在于有性生殖过程）存在于有性生殖过程）基因突变产生新的基因突变产生新的等位基因等位基因，这就可能使种群，这就可能使种群的基因频率发生变化。的基因频率发生变化。自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？现在生物进化理论1 1、种群中基因突变的特点：、种群中基因突变的特点：总突变基因数大，不定总突变基因数大，不定向。向。2 2、种群中基因重组的结果：、种群中基因重组的结果：产生更多的变异，不定产生更多的变异，不定向。向。突变基因数突变基因数=2x体细胞中某基因对数体细胞中某基因对数x每个基因突变率每个基因突变率x种群个体数种群个体数3、突变的有利有害是相对的，这取决于其生存环境。、突变的有利有害是相对的，这取决于其生存环境。现在生物进化理论“探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响”ss长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖ss19世纪世纪20世纪世纪探究活动：见课文探究活动：见课文P116现在生物进化理论第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%71%26%29%14%57%61%26%74%29%13%升高降低黑褐色环境对浅色桦尺蠖的生存，但对黑褐色环境对浅色桦尺蠖的生存，但对黑色有利，使得黑色有利，使得S基因频率下降。基因频率下降。假设：假设：讨论：讨论：2、表现型，基因型只有表达后才能产生相应的表现型，基因型只有表达后才能产生相应的性状性状(生物的形态、结构、生理功能等生物的形态、结构、生理功能等)。1、会，浅色个体可能在交配前或产卵前就被捕会，浅色个体可能在交配前或产卵前就被捕食。食。现在生物进化理论生物进化的实质是生物进化的实质是 的改变。的改变。 是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位。 决定进化的方向。决定进化的方向。 （四）、自然选择决定了生物进化的方向（四）、自然选择决定了生物进化的方向1、过程：、过程：种群产生种群产生不定不定向向变异变异自然选择自然选择有利变异有利变异生存生存繁殖繁殖基因频率基因频率定定向向改变改变2、内容：、内容：种群基因频率种群基因频率种群种群自然选择自然选择现在生物进化理论(07广东)1、某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现型正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者，那么他们所生小孩同时患两种遗传病的概率是A.1/88B.1/22.C7/2200D.3/800A A2、某工厂各有男女职工各200名，对他们调查时发现，女性色盲基因携带者15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率为：6%B9%C5.88%D8%A A现在生物进化理论4、对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现，血友病患者占0.7%（男女=21）；血友病携带者占5%，那么，这个种群的Xh的频率是A2.97%B0.7%3.96%D3.2%C C2、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只蛾是杂合子的A40B80C160D320D D现在生物进化理论